本篇文章详细介绍了:公路桥涵混凝土裂缝分析

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公路桥涵混凝土裂缝分析

来源:建筑百科作者:公路桥涵混凝土裂缝分析 时间:2018-03-29T01:09:22浏览239次

公路桥涵混凝土裂缝分析的主要内容是“摘要:公路桥涵商品混凝土由于设计、施工等种种原因往往是带裂缝工作的,每一条裂缝的产生均是有原因的,为此通过查找裂缝产生的

摘要:公路桥涵商品混凝土由于设计、施工等种种原因往往是带裂缝工作的,每一条裂缝的产生均是有原因的,为此通过查找裂缝产生的原因,来寻找切实可行的办法,预防裂缝的出现。

文章根据公路桥涵商品混凝土裂缝产生的原因及裂缝的种类进行了概述。

关键词:公路桥涵;商品混凝土裂缝;裂缝种类

中图分类号:TV543文献标识码: A 文章编号:

作为当今世界建筑结构中使用最广泛的建筑材料商品混凝土因其取材广泛、抗压强度高、可浇筑成各种形状,并且耐火性好、不易风化、养护费用低等等优点使之成为桥梁涵洞最基本的材料。但是商品混凝土有个极大的缺点是抗拉能力差,容易开裂。大量的工程实践和理论分析表明,几乎所有的商品混凝土构件均是带裂缝工作的,有些裂缝很细(<0.05mm),对结构的使用无大的危害,可允许其存在;有些裂缝在使用荷载或外界物理、化学因素的作用下,不断产生和扩展,致使商品混凝土保护层剥落、钢筋锈蚀,商品混凝土的强度和刚度受到削弱,耐久性降低,危害结构的正常使用。近年来,我国交通基础建设得到迅猛发展,各地兴建了大量的商品混凝土桥梁及涵洞。在桥涵建造和使用过程中,有关因出现裂缝而影响工程质量甚至导桥涵垮塌的报道屡见不鲜。商品混凝土开裂成为“常发病”和“多发病”,经常困扰着桥梁工程技术人员。

1 桥涵商品混凝土裂缝种类

商品混凝土结构裂缝的成因复杂而繁多,甚至多种因素相互影响,但每一条裂缝均有其产生的一种或几种主要原因。商品混凝土桥涵裂缝的种类,就其产生的原因,大致可划分如下几种:

1.1商品混凝土收缩引起的裂缝

在工程中,商品混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的。商品混凝土收缩引起的裂缝有塑性收缩和缩水收缩,另外还有自生收缩和炭化收缩。为减小商品混凝土塑性收缩,施工时应控制水灰比,避免过长时间的搅拌,下料不宜太快,振捣要密实,竖向变截面处宜分层浇筑。因商品混凝土表层水分损失快,内部损失慢,因此产生表面收缩大、内部收缩小的不均匀收缩,表面收缩变形受到内部商品混凝土的约束,致使表面商品混凝土承受拉力,当表面商品混凝土承受拉力超过其抗拉强度时,便产生收缩裂缝。商品混凝土硬化后收缩主要就是缩水收缩。如配筋率较大的构件,钢筋对商品混凝土收缩的约束比较明显,商品混凝土表面容易出现龟裂裂纹。

1.2地基础变形引起的裂缝

由于基础竖向不均匀沉降或水平方向位移,使结构中产生附加应力,超出商品混凝土结构的抗拉能力,导致结构开裂。为防止基础不均匀沉降造成开裂,就需要进行细致的地质勘察充分掌握地质情况。尽量采用同一基础类型,并且同一个桥涵不要分期建造,基础埋置深度在冻涨线以下,避免将基础置于滑坡体、溶洞或活动断层等不良地质地段等。

1.3温度变化引起的裂缝

商品混凝土具有热胀冷缩性质,当外部环境或结构内部温度发生变化,商品混凝土将发生变形,若变形遭到约束,则在结构内将产生应力,当应力超过商品混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。温度裂缝区别其它裂缝最主要特征是将随温度变化而扩张或合拢。

1.4钢筋锈蚀引起的裂缝

由于商品混凝土质量较差或保护层厚度不足,商品混凝土保护层受到侵蚀炭化至钢筋表面,使钢筋周围商品混凝土中的氧气和水分发生锈蚀反应,其锈蚀物对周围商品混凝土产生膨胀应力,导致保护层商品混凝土开裂、剥离,沿钢筋纵向产生裂缝,并有锈迹渗到商品混凝土表面。由于锈蚀,使得钢筋有效断面面积减小,钢筋与商品混凝土握裹力削弱,结构承载力下降,并将诱发其它形式的裂缝,加剧钢筋锈蚀,导致结构破坏。要防止钢筋锈蚀,设计时应根据规范要求采用足够的保护层厚度;施工时应控制商品混凝土的水灰比,加强振捣,保证商品混凝土的密实性,防止氧气侵入,同时严格控制外加剂用量。

1.5商品混凝土材料质量引起的裂缝

商品混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加剂组成。配置商品混凝土所采用材料质量不合格,可能导致结构出现裂缝。

(1)水泥安定性不合格,水泥中游离的氧化钙含量超标。水泥出厂时强度不足,水泥受潮或过期,可能使商品混凝土强度不足,从而导致商品混凝土开裂。

(2)砂石粒径太小、级配不、空隙率大,将导致水泥和拌和水用量加大,影响商品混凝土的强度,使商品混凝土收缩加大,如果使用超出规定的特细砂,后果更严重。砂石中云母的含量较高,将削弱水泥与骨料的粘结力,降低商品混凝土强度。

(3)拌和水或外加剂中氯化物等杂质含量较高时对钢筋锈蚀有较大影响。采用海水或含碱泉水拌制商品混凝土,或采用含碱的外加剂,可能对碱骨料反应有影响。

1.6冻胀引起的裂缝

当气温低于零度时,吸水饱和的商品混凝土出现冰冻,游离的水转变成冰,体积膨胀,因而商品混凝土产生膨胀应力,商品混凝土强度降低,并导致裂缝出现。尤其是商品混凝土初凝时受冻最严重,冬季施工时对预应力孔道灌浆后若不采取保温措施也可能发生沿管道方向的冻胀裂缝。

温度低于零度和商品混凝土吸水饱和是发生冻胀破坏的必要条件。当商品混凝土中骨料空隙多、吸水性强;骨料中含泥土等杂质过多;商品混凝土水灰比偏大、振捣不密实;养护不力使商品混凝土早期受冻等,均可能导致商品混凝土冻胀裂缝。

1.7施工工艺质量引起的裂缝

在商品混凝土结构浇筑、构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装过程中,若施工工艺不合理、施工质量低劣,容易产生纵向的、横向的、斜向的、竖向的、水平的、表面的、深进的和贯穿的各种裂缝,特别是细长薄壁结构更容易出现。

2 商品混凝土裂缝的处理措施

2.1 表面处理法

采用表面处理法进行修补,在商品混凝土表面沿裂缝涂抹树脂保护膜。施工时先用钢丝刷除去商品混凝土表面的附着物,再用清水清洗,干燥后,用油灰状树脂填充商品混凝土表面的凹瘪部分后,再进行必要的涂抹。表面处理法包括表面涂抹和表面贴补法,表面涂抹适用范围是浆材难以灌入的细而浅的裂缝,深度未达到钢筋表面的发丝裂缝,不漏水的裂缝,不伸缩的裂缝以及不在活动的裂缝。表面贴补法适用于大面积漏水的防渗堵漏。

2.2 填充法

用修补材料直接填充裂缝,一般用来修补较宽的裂缝(0.3mm),作业简单,费用低。宽度小于0.3mm,深度较浅的裂缝以及小规模裂缝的简易处理可采用取开 V 型槽,然后作填充处理。对于桥面板中间带上下贯通的裂缝,其上部采用注入施工法进行处理。沿裂缝7--8cm 宽度的范围内,用砂轮机和钢丝刷去商品混凝土表面的游离石灰和灰尘等,并用洗净剂清洗,然后加压注入具有渗透性和粘着性的环氧树脂,以此来填充商品混凝土裂缝,提高桥面板的防水性,防止钢筋锈蚀及商品混凝土老化。

2.3 结构补强法

因超荷载产生的裂缝、裂缝长时间不处理导致的商品混凝土耐久性降低、火灾造成裂缝等影响结构强度可采取结构补强法、锚固补强法、预应力法等。此外,还可以采用灌浆法等。同时,要加强商品混凝土裂缝处理效果的检查,包括修补材料试验;钻芯取样试验;压水试验;压气试验等。

3 结语

公路桥涵商品混凝土的质量关系到道路安全和人民生命安全,因此重视桥涵商品混凝土的裂缝将是相关桥涵设计、施工、监理、运营管理等各个部门的同一责任。通过上述的分析,设计疏漏、施工低劣、监理不力,均可能使商品混凝土桥涵出现裂缝。因此,严格按照国家有关规范、技术标准进行设计、施工和监理,是保证结构安全耐用的前提和基础。在运营管理过程中,进一步加强巡查和管理,及时发现和处理问题也是特别重要的一个环节。

参考文献:

[1]刘龄嘉.桥梁工程[M].北京:人民交通出版社,2006

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